Jacob Hoover
0 
1601
327
Lidé se obracejí na mák, aby získali vysoké nebo zmírnili bolest po tisíce let. A přes veškerý náš další ohromující farmaceutický pokrok se naše závislost na rostlině příliš nezměnila; máky se používají k výrobě dvou nejpoužívanějších léků proti bolesti na světě, morfinu a kodeinu a noskapinu potlačujícího kašel.
Ale jak se rostliny máku opia (Papaver somniferum) začít s jeho úlevu od bolesti?
Tým vědců ve Velké Británii, Číně a Austrálii se v této otázce zabývá již několik let a zkoumá genom opiakového máku, aby zjistil, jak tato rostlina vyvinula své neobvykle silné a užitečné terapeutické vlastnosti. Nyní je v nové studii zveřejněné dnes (30. srpna) v časopise Science podrobně popsána většina genomu makového máku. Studie zdůrazňuje, kdy a jak se začaly hrát klíčové farmaceutické geny. [10 zajímavých faktů o heroinu]
Úkol byl obtížný, a to díky hojnosti genetického materiálu, který obsahuje několik opakovaných částí. Přesto bylo spojení genomu užitečné pro sledování vývoje máku opia.
První důležitá genetická událost máku, jak zjistili vědci, se konala asi před 110 miliony let. Tehdy se duplikoval celý genom nebo alespoň jeho velké kousky. To není neobvyklé pro angiospermy, kategorii kvetoucích rostlin, která zahrnuje máky. Ale zdvojení může být následné. Když organizmy zdvojnásobí genetický materiál, jedna polovina genomu se může volně vyvíjet, zatímco druhá polovina zůstává stabilní, uvedla spoluzakladatelka studie Ian Graham, profesor biomedicínské genetiky na University of York ve Velké Británii.
V případě vlčích máků, které se extra genetickým materiálem vyvinuly velmi důležitým způsobem, vědci zjistili: před více než 7,8 miliony let se dva geny fúzovaly a staly se jediným genem zodpovědným za produkci morfinu a kodeinů máku. Tento „megagen“ kóduje enzym, který přeměňuje prekurzorovou molekulu máku na sloučeniny, které se nakonec stanou kodeinem a morfinem. Bez něj by máky jen transformovaly stejnou molekulu prekurzoru na sloučeninu noscapine a rostliny by nebyly léky proti bolesti..
Pro Grahama je to jeden z nejdůležitějších nálezů v jejich výzkumu. "Je opravdu uspokojivé vědět, jak tento gen vznikl," řekl .
Studie zjistila, že po této genové fúzi se makový genom znovu replikoval a ztratil některé kousky. Ale megagen rozhodující pro formování opiátů vystrčených kolem. Stejně jako u většiny užitečných genů je pravděpodobné, že tento gen byl náhodná mutace, která se stále šířila, protože byl užitečný pro rostlinu. Biologům není úplně jasné, proč máky opia udržovaly své dovednosti v produkci morfinů a kodeinů, ale je to pravděpodobné, protože chemikálie odvádějí hladové býložravce, řekl Graham..
Zbývá vyřešit i další tajemství máku. Například další enzymy podílející se na produkci morfinu a kodeinu se pravděpodobně objevily dříve než příchod megagenu před 7,8 miliony let, ačkoli výzkumný tým neví, kdy přesně. (Jinými slovy, megagen není jediným hráčem podílejícím se na výrobě léků proti bolesti v makovém poli.) Graham řekl, že také doufá, že bude studovat genomy příbuzných druhů rostlin, aby zjistil, proč některé z nich vyrábějí nebo nedělají narkotika..
Ale prozatím, odvodit, jak máky mají své léčivé vlastnosti a jak vypadá genom, je dost na to, aby pomohlo průmyslu zabraňujícímu bolesti, řekl Graham. (Navzdory zneužívání opioidů stále existuje potřeba kvalitních léků proti bolesti a léků na paliativní péči, dodal.) Přestože zahradníci vyvinuli hyperšpecifické kmeny, které většinou produkují opiáty nebo noscapiny, pěstitelé máku opia stále hledají způsoby, jak vyrábět udržitelnější a nákladově efektivní, řekl.
A jako každá jiná plodina, existuje prostor pro genetické modifikace, díky nimž máky produkují více farmaceutických látek, rostou rychleji nebo odolávají infekci. „Analýza genomu nám poskytuje platformu, abychom toho všeho mohli efektivněji dosáhnout,“ řekl Graham.